DE69506426T2

DE69506426T2 - Vorrichtung zur iontophorestischen verabreichung versehen mit verbesserter sicherheit und vermeidung von missbräuchlichem potential

Info

Publication number: DE69506426T2
Application number: DE69506426T
Authority: DE
Inventors: John D. Coon Rapids Mn 55433 Badzinski; Ronald P. Menlo Park Ca 94025 Haak; Gary A. Forest Lake Mn 55025 Lattin; Larry A. Coon Rapids Mn 55433 Mcnichols; Joseph B. Maple Grove Mn 55311 Phipps; William N. Cross Plains Wi 53528-9420 Reining
Original assignee: Alza Corp
Current assignee: Alza Corp
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2015-09-22
Also published as: US20060116662A1; DE69506426D1; KR970706037A; EP0781152B1; JP4322304B2; EP0781152A2; WO1996009850A2; JP2008220985A; WO1996009850A3; US7027859B1; AU3594095A; ATE173942T1; US7660627B2; ES2125660T3; US20100076368A1; CA2195657C; DK0781152T3; KR100372205B1; CA2195657A1; JPH10506553A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft Elektrotransportvorrichtungen zur Abgabe eines therapeutischen Wirkstoffs (z. B. eines Medikaments), wobei die Vorrichtungen eine verbesserte Sicherheit und ein verringertes Mißbrauchspotential haben. Insbesondere soll mit den Vorrichtungen der Erfindung der Wirkstoff durch Elektrotransport über die Haut oder Schleimhaut an den Körper abgegeben werden.

HINTERGRUND DER TECHNIK

In der Verwendung hierin betrifft der Begriff "Elektrotransport" allgemein die Abgabe eines Wirkstoffs (z. B. eines Medikaments) durch eine Membran, z. B. Haut, Schleimhaut oder Nägel. Die Abgabe wird durch Anlegen eines elektrischen Potentials induziert oder unterstützt. Beispielsweise kann ein therapeutischer Nutzwirkstoff in den Körperkreislauf eines menschlichen Körpers durch Elektrotransportabgabe über die Haut eingeschleust werden. Ein vielfach eingesetztes Elektrotransportverfahren, die Elektromigration (auch Iontophorese genannt), beinhaltet den elektrisch induzierten Transport geladener Ionen. Eine weitere Elektrotransportart, die Elektroosmose, beinhaltet den Fluß einer Flüssigkeit. Die Flüssigkeit enthält den abzugebenden Wirkstoff, wobei der Einfluß eines elektrischen Felds zum Tragen kommt. Noch eine weitere Art von Elektrotransportverfahren, die Elektroporenbildung, beinhaltet die Bildung vorübergehend vorhandener Poren in einer biologischen Membran durch Anlegen eines elektrischen Felds. Ein Wirkstoff kann durch die Poren passiv (d. h. ohne elektrische Unterstützung) oder aktiv (d. h. unter Einfluß eines elektrischen Potentials) abgegeben werden. Allerdings können in jedem gegebenen Elektrotransportverfahren mehr als eines dieser Verfahren in einem gewissen Grad gleichzeitig auftreten. Folglich sollte der Begriff "Elektrotransport" in seiner Verwendung hierin möglichst breit so interpretiert werden, daß dazu der elektrisch induzierte oder verstärkte Transport mindestens eines Wirkstoffs, der geladen, ungeladen oder eine Mischung daraus sein kann, unabhängig von dem oder den spezifischen Mechanismen gehört, durch die der Wirkstoff tatsächlich transportiert wird.
Elektrotransportvorrichtungen verwenden mindestens zwei Elektroden, die mit einem gewissen Abschnitt der Haut, der Nägel, der Schleimhaut oder einer anderen Körperoberfläche in elektrischem Kontakt stehen. Eine gewöhnlich als "Donator"- oder "aktive" Elektrode bezeichnete Elektrode ist die Elektrode, aus der der Wirkstoff in den Körper abgegeben wird. Die andere Elektrode, normalerweise als "Gegen"- oder "Rücklauf"-Elektrode bezeichnet, dient zum Schließen des elektrischen Kreises durch den Körper. Ist z. B. der abzugebende Wirkstoff positiv geladen, d. h. ein Kation, so ist die Anode die aktive oder Donatorelektrode, während die Kathode zum Vervollständigen des Kreises dient. Ist dagegen ein Wirkstoff negativ geladen, d. h. ein Anion, so ist die Kathode die Donatorelektrode. Außerdem können sowohl Anode als auch Kathode als Donatorelektroden betrachtet werden, wenn sowohl anionische als auch kationische Wirkstoffionen oder wenn ungeladene gelöste Wirkstoffe abzugeben sind.
Ferner erfordern Systeme zur Elektrotransportabgabe allgemein mindestens einen Speicher oder eine Quelle für den an den Körper abzugebenden Wirkstoff. Zu Beispielen für solche Donatorspeicher gehören ein Beutel oder eine Höhlung, ein poröser Schwamm oder eine poröse Kompresse und ein hydrophiles Polymer oder eine Gelmatrix. Solche Donatorspeicher sind mit der Anode oder Kathode elektrisch verbunden und zwischen ihr und der Körperoberfläche positioniert, um eine feste oder erneuerbare Quelle für einen oder mehrere Wirkstoffe oder Medikamente zu bilden. Zudem haben Elektrotransportvorrichtungen eine elektrische Stromquelle, z. B. eine oder mehrere Batterien. Normalerweise ist ein Pol der Stromquelle mit der Dona torelektrode elektrisch verbunden, während der Gegenpol mit der Gegenelektrode elektrisch verbunden ist. Zusätzlich haben einige Elektrotransportvorrichtungen eine elektrische Steuerung, die den über die Elektroden angelegten Strom steuert und dadurch die Geschwindigkeit der Wirkstoffabgabe reguliert. Ferner zählen passive Durchflußsteuermembranen, Klebstoffe zur Beibehaltung des Kontakts zwischen der Vorrichtung und einer Körperoberfläche, Isolierteile und undurchlässige Unterlagenteile zu weiteren potentiellen Komponenten einer Elektrotransportvorrichtung.
Alle Vorrichtungen zur Wirkstoffabgabe durch Elektrotransport nutzen einen elektrischen Kreis, um die Stromquelle (z. B. eine Batterie) mit den Elektroden elektrisch zu verbinden. In sehr einfachen Vorrichtungen, z. B. den von Ariura et al. in der US-A-4474570 offenbarten, ist der "Stromkreis" lediglich ein elektrisch leitender Draht, der zum Verbinden der Batterie mit einer Elektrode dient. Andere Vorrichtungen gebrauchen vielfältige elektrische Komponenten, um Amplitude, Polarität, Taktung, Wellenform usw. des durch die Stromquelle zugeführten elektrischen Stroms zu steuern. Siehe dazu z. B. die für McNichols et al. erteilte US-A-5047007.
Handelsübliche Vorrichtungen zur transdermalen iontophoretischen Medikamentenabgabe (z. B. der "Phoresor", vertrieben von Iomed, Inc., Salt Lake City, Utah; das "Dupel Iontophoresis System", vertrieben von Empi, Inc., St. Paul, Minnesota; der "Webster Sweat Inducer", vertrieben von Wescor, Inc., Logan, Utah) nutzen bisher allgemein eine elektrische Stromversorgung als Tischgerät und ein hautkontaktierendes Elektrodenpaar. Die Donatorelektrode enthält eine Medikamentenlösung, während die Gegenelektrode eine Lösung aus einem biologisch verträglichen Elektrolytsalz enthält. Die "Satelliten"-Elektroden sind mit der elektrischen Stromversorgungseinheit durch lange (z. B. 1 bis 2 Meter) elektrisch leitende Drähte oder Kabel verbunden. Beispiele für elektrische Stromversorgungen als Tischgeräte, die "Satelliten"-Elektrodenanordnungen verwenden, sind in der US-A-4141359 für Jacobsen et al. (siehe Fig. 3 und 4); US-A-5006108 für LaPrade (siehe Fig. 9); und US-A-5254081 für Maurer et al. (siehe Fig. 1 und 2) offenbart.
Seit kurzem werden kleine, in sich abgeschlossene Elektrotransport-Abgabevorrichtungen vorgeschlagen, die längere Zeit auf der Haut und mitunter unauffällig unter der Kleidung getragen werden können. Die elektrischen Komponenten in solchen Miniaturvorrichtungen zur iontophoretischen Medikamentenabgabe sind vorzugsweise ebenfalls miniaturisiert und können die Form integrierter Schaltungen (d. h. Mikrochips) oder kleiner gedruckter Schaltungen haben. Elektronische Komponenten, z. B. Batterien, Widerstände, Impulsgeneratoren, Kondensatoren usw., sind elektrisch verbunden, um eine elektronische Schaltung zu bilden, die Amplitude, Polarität, Taktung, Wellenform usw. des durch die Stromversorgung zugeführten elektrischen Stroms steuert. Offenbart sind solche kleine in sich abgeschlossene Elektrotransport-Abgabevorrichtungen z. B. in der US-A-5224927 (Tapper); US-A-5203768 (Haak et al.); US-A-5224928 (Sibalis et al.); und US-A-5246418 (Haynes et al.). Ein Problem, insbesondere bei kleinen, in sich abgeschlossenen Elektrotransport-Abgabevorrichtungen, die so hergestellt sind, daß sich das abzugebende Medikament bereits in ihnen befindet, besteht im potentiellen Verlust der Wirksamkeit nach langer Vorrichtungslagerung. In einer Batterien und andere elektronische Komponenten nutzenden Elektrotransportvorrichtung haben alle Komponenten verschiedene Lagerbeständigkeiten. Bekanntlich werden z. B. die zur Versorgung dieser kleinen Abgabevorrichtungen verwendeten Batterien allmählich schwächer, wodurch die Geschwindigkeit der Medikamentenabgabe von der Spezifikation abweichen kann. Vorteilhaft wäre eine Einrichtung zur Begrenzung der aktiven Lebensdauer der Abgabevorrichtung auf eine bestimmte Zeitspanne (z. B. Monate) nach Herstellung der Vorrichtung, um diesen potentiellen Verlust der Vorrichtungswirkung zu verhindern.
Durch Anwendung therapeutischer Medikamente, ob durch Elektrotransport oder eher traditionelle (z. B. orale) Dosierung, kann es bisweilen zu unerwünschten Reaktionen bei bestimmten Patienten kommen. Diese Reaktionen können vielfältige Formen annehmen, u. a. Änderung der Herzfrequenz, Änderung der Körpertemperatur, Schwitzen, Zittern u. ä. Vorteilhaft wäre, bei Auftreten solcher "unerwünschter" Reaktionen eine Vorrichtung zur Medikamentenabgabe durch Elektrotransport automatisch und dauerhaft zu deaktivieren bzw. zu sperren.
Weithin bekannt ist das Mißbrauchspotential über orale oder parenterale Routen von Narkotika und anderen psychoaktiven Medikamenten. So ist z. B. das Mißbrauchspotential des synthetischen Narkotikums Fentanyl so hoch, daß es zu einer Haupttodesursache bei Anästhesisten und anderem Krankenhauspersonal mit Zugang zum Medikament wurde. Um Mißbrauch dieser Substanzen zu verhindern, wurden Dosierformen vorgeschlagen, die die mißbräuchlich verwendbare Substanz mit einer Menge eines Antagonisten für die mißbräuchlich verwendbare Substanz kombinieren, die ausreicht, das mit dem Mißbrauch der Substanz zusammenhängende "Hochgefühl" zu beseitigen, ohne die anderen nützlichen therapeutischen Wirkungen zu beseitigen, wegen der die Medikamente verabreicht werden sollen. Siehe hierzu z. B. die US-A-4457933; 3493657; und 3773955.
Viele mißbräuchlich verwendbare Substanzen können dem Körper durch direktes Auftragen des Medikaments auf die Haut oder Schleimhaut, d. h. nasale, vaginale, orale oder rektale Schleimhaut, verabreicht werden. Siehe hierzu z. B. die US-A- 4588580 (Gale et al.). Zudem können sie dem Körper durch Elektrotransport verabreicht werden. Siehe hierzu die US-A- 5232438 (Theeuwes et al.). Elektrotransportvorrichtungen, die zur Abgabe eines mißbräuchlich verwendbaren Medikaments vorgesehen sind, z. B. eines schmerzstillenden Analgetikums, könnten Gegenstand von Mißbrauch sein.
Je nach Verabreichungsgrad des Medikaments, den ein bestimmter Patient zur Schmerzbekämpfung benötigt, kann eine erhebliche Medikamentenmenge in einer Abgabevorrichtung übrig bleiben, wenn sie entsorgt wird. Wird eine herkömmliche Elektrotransportvorrichtung entsorgt, läßt sie sich wiederbeschaffen und erneut anlegen (d. h. mißbrauchen), um das Restmedikament zu verabreichen.
Eindeutig wünschenswert wäre, daß solche Vorrichtungen in einem Zustand verfügbar sind, in dem das Mißbrauchspotential der Vorrichtung reduziert ist, ohne die beabsichtigte therapeutische Wirksamkeit der Vorrichtung oder der zu verabreichenden, mißbräuchlich verwendbaren Substanz zu beeinträchtigen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Verabreichung eines Medikaments durch eine Körperoberfläche (z. B. Haut) durch Elektrotransport mit verbesserter Sicherheit, Wirksamkeit und Gewißheit der Medikamentenabgabe nach vorab festgelegten Spezifikationen bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Verabreichung einer mißbräuchlich verwendbaren Substanz an den Körper durch Elektrotransport bereitzustellen, wobei die Vorrichtung und das Verfahren ein geringeres Mißbrauchspotential haben.
Die Erfindung stellt eine Elektrotransportvorrichtung bereit, die eine automatische und irreversible Stromsperreinrichtung hat, um die vorgenannten Anforderungen zu erfüllen.
Eine Ausführungsform der Erfindung stellt ein Zeitglied bereit, um eine dauerhafte und irreversible Sperreinrichtung auszulösen. Dies ermöglicht eine dauerhafte und irreversible Sperre des Abgabestroms nach (i) einer vorbestimmten kurzen Zeitdauer (z. B. eine Stunde oder ein Tag), (ii) einer vorbestimmten mittleren Zeitdauer (z. B. mehrere Tage oder eine oder mehrere Wochen) oder (iii) einer vorbestimmten längeren Zeitdauer (z. B. Monate oder Jahre nach Herstellung der Vorrichtung).
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt einen Zähler bereit, um die Anzahl abgegebener Dosen zu zählen und die Elektrotransportvorrichtung nach Abgabe einer vorbestimmten Anzahl von Dosen dauerhaft zu sperren. Dadurch kann die Vorrichtung gesperrt werden, bevor der therapeutische Wirkstoff erschöpft ist, der in einer vorbestimmten Anzahl von Dosen zugemessen ist.
Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt eine Einrichtung zum Dauersperren des Abgabestroms bereit, wenn der Strom für eine erhebliche lange Zeit nach erster Abgabeauslösung unterbrochen war. Dadurch kann die Vorrichtung dauerhaft gesperrt werden, sobald die Vorrichtung vom beabsichtigten Patienten abgenommen wird, und spätere Nutzung (z. B. Mißbrauch) durch einen Unberechtigten kann verhindert werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht eine Einrichtung zum Dauersperren des Abgabestroms vor, wenn ein erfaßter Körperparameter einen gewissen vorbestimmten Grenzwert übersteigt.
Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt eine Einrichtung zum Dauersperren der Betreibbarkeit einer medikamentenhaltigen Wegwerf- und/oder zum einmaligen Gebrauch bestimmten Komponente einer Elektrotransport-Abgabevorrichtung mit einer wiederverwendbaren Komponente bereit, die geeignet ist, mit mehreren medikamentenhaltigen Wegwerf- und/oder zum einmaligen Gebrauch bestimmten Komponenten verwendet zu werden. Die Wegwerf-/zum einmaligen Gebrauch bestimmte Komponente wird dauerhaft gesperrt, indem eine zerbrechliche elektrische Stromkreisverbindung zerbrochen wird. Die zerbrechliche elektrische Stromkreisverbindung wird automatisch zerbrochen, wenn die Wegwerf-/zum einmaligen Gebrauch bestimmte Komponente von der wiederverwendbaren Komponente getrennt wird.
Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung weist einen Stromkreis mit einem leitenden Teil aus einem Material auf, das elektrisch leitend ist, aber im Verlauf einer vorbestimmten Betriebsperiode der Vorrichtung elektrochemisch verbraucht wird. Sobald das Material elektrochemisch verbraucht ist, wird der Stromkreis unterbrochen oder die Spannung so wesentlich geändert, daß ein Sensor erfassen kann, daß das Material verbraucht ist, und ein Sperrsignal erzeugen kann, das die Vorrichtung dauerhaft und irreversibel sperrt. Vorzugsweise ist ein Zeitglied bei einer Elektrotransportvorrichtung, die einen konstanten Strompegel anlegt, oder ein Stromintegrator bei einer Elektrotransportvorrichtung, die einen zeitlich variierenden Strompegel anlegt, ebenfalls vorgesehen, um die Vorrichtung auszuschalten, nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist oder eine vorbestimmte Ladungsmenge zum Patienten übertragen wurde. Auf diese Weise wirkt das Zeitglied oder der Stromintegrator als primäre Einrichtung zum Sperren der Stromausgabe der Vorrichtung, während das elektrochemische Verbrauchsmaterial als sekundäre oder unterstützende Einrichtung zum Sperren der Stromausgabe der Vorrichtung wirkt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Zum besseren Verständnis der Aufgaben und Vorteile der Erfindung sollte auf die nachfolgende nähere Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind.
Fig. 1 ist eine Prinzipskizze bzw. schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Elektrotransportvorrichtung mit einem Zeitglied, das eine Dauersperreinrichtung steuert.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Elektrotransportvorrichtung mit einem Zähler, der eine Dauersperreinrichtung steuert.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Elektrotransportvorrichtung mit einem Zeitglied zum Dauersperren der Vorrichtung nach einer vorbestimmten Periode nach Herstellung der Vorrichtung.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Elektrotransportvorrichtung mit einem siliciumgesteuerten Gleichrichter (SCR) zum schnellen Entladen einer Batteriestromquelle, um die Vorrichtung dauerhaft zu sperren.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Elektrotransportvorrichtung mit einem Feldeffekttransistor (FET) zum Abzweigen des Abgabestroms von den Abgabeelektroden, um die Vorrichtung dauerhaft zu sperren.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Elektrotransportvorrichtung mit einer Körperparameter-Erfassungs- und Vergleichsschaltung zum Dauersperren der Vorrichtung, wenn ein Körperparameter einen gewissen vorbestimmten Grenzwert übersteigt.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Elektrotransportvorrichtung mit einer Schaltung zum Dauersperren der Vorrichtung, wenn der Abgabestrom für eine vorbestimmte Zeit nach Auslösung der Abgabe unterbrochen war.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer stromintegrierenden Begrenzungsschaltung zum Dauersperren einer Elektrotransportvorrichtung, nachdem eine vorbestimmte elektrische Strommenge durch die Vorrichtung zugeführt wurde.
Fig. 9 ist eine explodierte Perspektivansicht einer Wegwerf-/zum einmaligen Gebrauch bestimmten Elektrodenanordnung mit einem elektrischen Verbindungsstromkreis, der ein zerbrechliches leitendes Teil aufweist.
Fig. 10 ist eine Seitenschnittansicht einer Wegwerf-/zum einmaligen Gebrauch bestimmten Elektrodenanordnung, die ein nichtleitendes Material mit einer oxidierbaren/reduzierbaren elektrisch leitenden Beschichtung aufweist.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Allgemein betrifft die Erfindung Vorrichtungen (z. B. elektrische Stromkreise), die der Erhöhung der Sicherheit und Wirksamkeit der Medikamentenabgabe durch Elektrotransport dienen. In einem speziellen Beispiel, in dem das durch Elektrotransport verabreichte Medikament ein mißbräuchlich verwendbares Medikament ist, z. B. ein narkotisches Analgetikum, erhöht die Erfindung die Sicherheit, indem sie das Potential zum unberechtigten Gebrauch der Elektrotransport-Abgabevorrichtung einschränkt. Das Mißbrauchspotential, das diese spezielle Ausführungsform der Erfindung reduzieren soll, ist nicht das Mißbrauchspotential im Zusammenhang mit der Verwendung der Zusammensetzungen des Medikamentenspeichers durch andere Verabreichungsarten als Elektrotransport (z. B. Injektion oder Einnahme des dem Medikamentenspeicher der Elektrotransportvorrichtung entnommenen Medikaments). Statt dessen betrifft das hierin angesprochene Mißbrauchspotential den verbotenen, nicht verordneten oder zum Vergnügen erfolgenden Gebrauch der Elektrotransportvorrichtung der Erfindung in der gleichen Verabreichungsweise, wie sie für ihren therapeutischen Einsatz vorgesehen ist. Zu Medikamenten mit speziellem Mißbrauchspotential gehören natürliche und synthetische Narkotika und andere psychoaktive Substanzen. Als Repräsentanten solcher Substanzen gelten u. a. analgetische Wirkstoffe, z. B. Fentanyl, Sufentanil, Carfentanil, Lofentanil, Alfentanil, Hydromorphon, Oxycodon, Propoxyphen, Pentazocin, Methadon, Tilidin, Butorphanol, Buprenorphin, Levorphanol, Codein, Oxymorphon, Meperidin, Dihydrocodeinon und Cocain.
Dem Fachmann auf dem Gebiet der Medikamentenabgabe durch Elektrotransport wird klar sein, daß die Erfindung einen wesentlich breiteren Einsatzbereich als nur zur Einschränkung des Potentials zum unberechtigten Gebrauch/Mißbrauch hat. Beispielsweise kann die Erfindung verwendet werden, um zu gewährleisten, daß nur jene Elektrotransport-Abgabevorrichtungen, die innerhalb einer vorbestimmten Lagerbeständigkeit betrieben werden und daher noch wirksam sind, gebraucht werden können. Ferner kann die Erfindung dazu dienen, die Elektrotransport-Abgabevorrichtung vor Erschöpfung des Medikaments im Medikamentenspeicher der Vorrichtung zu sperren, um zu gewährleisten, daß die Geschwindigkeit der Medikamentenabgabe der Spezifikation entspricht. Außerdem kann die Erfindung dazu dienen, die Medikamentenabgabe durch Elektrotransport bei solchen Patienten automatisch zu beenden, die unerwünschte Reaktionen auf das Medikament zeigen.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer allgemein mit der Bezugszahl 20 bezeichneten Elektrotransport-Abgabevorrichtung gezeigt. Die Vorrichtung 20 weist eine Stromquelle 22, eine Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24 sowie eine Freigabe-/Sperrschaltung 26 auf. Die Schaltung 26 hat eine erfindungsgemäße dauerhafte irreversible Sperrfunktion. Außerdem weist die Vorrichtung 20 Stromausgangselektroden 30, 32 zum Kontaktieren der Körperoberfläche (z. B. der Haut) 34 des Patienten auf. Die Elektroden 30, 32 sind mit der Stromsteuerschaltung 24 verbunden. Wahlweise kann die Vorrichtung 20 eine Laststrom-Erfassungsschaltung 28 aufweisen.
Die (als Batterie dargestellte) Stromquelle 22 liefert eine Speisegleichspannung Vcc. Die Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24, die Freigabe-/Sperrschaltung 26 und die Erfassungsschaltung 28 erhalten Strom von einem mit Vcc bezeichneten Anschluß der Stromquelle 22 und führen (nicht ge zeigte) Verbindungen zu einer Masse 44 der Vorrichtung 20 zurück.
Die Elektroden 30, 32 können so konfiguriert sein, daß sie einen oder mehrere therapeutische Wirkstoffe in Flüssig-, Gel- oder anderen geeigneten Form enthalten. Mindestens eine der Elektroden 30, 32 enthält den zu verabreichenden therapeutischen Wirkstoff. An ihrer Stelle am Patienten können die Elektroden 30, 32 durch haftende Überzüge oder eines der herkömmlichen Verfahren gehalten werden, die zur Befestigung passiver transdermaler Abgabevorrichtungen an der Haut zum Einsatz kommen.
Vorzugsweise ist die Elektrotransport-Abgabevorrichtung der Erfindung ausreichend flexibel, um sich den Körperkonturen anzupassen. Obgleich sie nicht auf eine spezielle Größe oder Form beschränkt ist, ist die Vorrichtung von Fig. 1 normalerweise etwa 5 bis 10 cm lang, etwa 2 bis 5 cm breit und hat eine Dicke von etwa 0,5 bis 3 cm. Die kombinierten hautkontaktierenden Flächen der Elektroden 30, 32 können von unter 1 cm² bis über 200 cm² variieren. Allerdings hat die durchschnittliche Vorrichtung Elektroden mit einer kombinierten hautkontaktierenden Fläche im Bereich von etwa 5 bis 50 cm². In ihrem Aufbau bildet die Vorrichtung 20 mit den Elektroden 30, 32 einen offenen Kreis bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Elektroden 30, 32 am menschlichen Körper angelegt werden, wonach ein Kreis durch das menschliche Gewebe zwischen den Elektroden 30, 32 geschlossen ist.

Freigeben der Wirkstoffabgabe

Die Stromsteuerschaltung 24 hat Stromausgangselektroden 30, 32. Die Elektroden 30, 32 sind so konfiguriert, daß sie eine elektrisch unterstützte Abgabe eines oder mehrerer therapeutischer Wirkstoffe durch die Haut 34 einer Person vornehmen, wenn Laststrom IL durch die Elektroden 30, 32 und die Haut 34 fließt. Ferner hat die Schaltung 24 einen Steuereingang 36 zum Freigeben und Sperren des Ausgangsstroms IL durch die Elektroden 30, 32. Die Schaltung 24 ist so konfiguriert, daß kein Laststrom IL ausgegeben wird, solange das Signal 36 tiefpeglig bleibt. Die Schaltung 24 ist so konfigu riert, daß sie eine oder mehrere Arten von Stromfluß IL bereitstellt, z. B. Gleichstrom, Wechselstrom, Impulsgleichstrom, Impulswechselstrom oder eine geeignete Kombination von Wellenformen, die sich nach den jeweiligen Behandlungsanforderungen richten, wenn das Signal 36 hochpeglig wird. Die Freigabe eines Hochpegels des Signals 36 ist nachfolgend beschrieben.

Freigabe-/Sperrschaltung

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Freigabe-/Sperrschaltung 26 einen vom Benutzer betätigten Schalter 38 auf, der von Vcc zu einem Anschluß 40 eines Widerstands 42 verbunden ist. Der andere Anschluß des Widerstands 42 ist mit der Systemmasse 44 verbunden.
Eine Schaltung 48 zum Rücksetzen beim Einschalten der Stromversorgung (POR-Schaltung) hat ein Eingangssignal 46 und ein Ausgangssignal 50. Die POR-Schaltung 48 wird durch das zum Positiven gehende Signal 46 aktiviert, wenn die POR- Schaltung 48 mit der Stromquelle 22 verbunden wird. Normalerweise geschieht dies, wenn die Vorrichtung 20 hergestellt wird. Die POR-Schaltung 48 bewirkt einen Hochpegel des Signals 50 nach einer kurzen Verzögerungszeit. Das Signal 50 aktiviert ein Rückstellen r an einem Flipflop (FF) 52, wenn das Signal 50 hochpeglig wird. Durch das Rückstellen r des FF 52 wird das komplementäre Ausgangssignal 54 des FF 52 hochpeglig. Ein Hochpegel des Signals 54 gibt einen Eingang eines UND-Glieds 56 mit zwei Eingängen frei.
Der Anschluß 40 des Widerstands 42 ist mit dem anderen Eingang des UND-Glieds 56 verbunden. Durch Schließen des Schalters 38 wird das Signal 40 hochpeglig. Die Kombination aus Hochpegeln des Signals 40 und Signals 54 bewirkt, daß das UND-Glied 56 einen Hochpegel des Signals 36 ausgibt. Durch einen Hochpegel des Signals 36 wird die Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24 freigegeben, um die geeignete Wellenform IL über die Elektroden 30, 32 zur Abgabe des therapeutischen Wirkstoffs bereitzustellen, wenn die Elektroden 30, 32 auf geeignete Weise die Haut 34 kontaktieren.
Die therapeutische Wirkstoffabgabe aus mindestens einer der Elektroden 30, 32 durch die Haut 34 setzt sich fort, bis die Elektroden 30, 32 von der Haut 34 entfernt werden oder die Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24 gesperrt wird.
Ferner kann die Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24 ein (nicht gezeigtes) voreinstellbares Zeitglied zum Abgeben der vorbestimmten Stromwellenform IL für eine vorbestimmte Zeit Tdel nach Auslösung des Schalters 38 aufweisen, wodurch eine vorbestimmte Dosis des therapeutischen Wirkstoffs über die Zeitperiode Tdel immer dann automatisch abgegeben wird, wenn der Schalter 38 geschlossen wird. So hat ein Patient mit angelegter Vorrichtung 20 die Möglichkeit, einen schmerzlindernden Wirkstoff nach Bedarf zu verabreichen. Damit ist es nicht nötig, daß ein Bediener, z. B. eine Pflegekraft, zugegen sein muß, um den Wirkstoff zu erhalten und abzugeben. Ferner braucht der Patient dadurch nicht an ein intravenöses (IV) oder subkutanes (SC) Infusionsabgabesystem mit den damit verbundenen Rosten und Risiken der Einstellung und Beibehaltung des richtigen Dosierwerts sowie sicherer und wirksamer Verbindungen angeschlossen zu sein.
Die Schmerztoleranz von Patienten schwankt stark. Zudem neigen narkotische Analgetika erhaltende Patienten zur schnellen Entwicklung einer Toleranz, wodurch immer höhere Dosen zur Schmerzbekämpfung notwendig sind. Mit der Vorrichtung 20 kann jeder Patient die Abgabemenge des Medikaments (z. B. eines narkotischen Analgetikums) individuell steuern, um den Schmerz, so wie er vom Patienten empfunden wird, wirksam zu mildern. Das erfindungsgemäße Merkmal der automatischen Dauersperre bildet das notwendige Sicherheits- und Steuerelement zur Einschränkung von potentiellem Mißbrauch.

Dauersperren der Wirkstoffabgabe

Das Ausgangssignal 60 liegt an einem der Eingänge eines zweiten UND-Glieds 62 mit 2 Eingängen an. Der andere Eingang des Glieds 62 ist mit dem Widerstandsanschluß 40 verbunden. Das UND-Glied 62 hat einen Ausgang 64, der hochpeglig wird, wenn sowohl das Signal 60 als auch das Signal 40 hochpeglig sind. Der Ausgang 64 gibt ein Zeitglied 66 frei, das so kon figuriert ist, daß es einen Hochpegel des Signals 68 nach einer gewissen vorbestimmten Zeit Tmax ausgibt, nachdem das Signal 64 hochpeglig wird.
Das Signal 68 ist mit einem Stelleingang s des FF 52 verbunden. Das FF 52 gibt einen Tiefpegel des Signals 54 aus, wenn der Eingang s hochpeglig wird. Durch den Tiefpegel des Signals 54 gibt das UND-Glied 56 einen Tiefpegel des Signals 36 aus, der die Stromerzeugungsschaltung 24 sperrt, so daß sie keinen weiteren Strom IL zu den Elektroden 30, 32 und der Haut 34 führt. Das FF 52 bleibt in dem Zustand, der durch das letzte Auftreten eines Hochpegels des Rückstelleingangssignals 50 oder des Stelleingangssignals 68 bewirkt wurde. Da sich der Ausgang 50 der POR-Schaltung 48 nicht mehr ändern kann, änderte sich das Stelleingangssignal 68 zuletzt, und das FF 52 ist in einem Dauerstellzustand, bei dem das Signal 54 tiefpeglig ist. Daher ist die Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24 dauerhaft und irreversibel gesperrt und führt keinen Laststrom IL über die Elektroden 30, 32 zu.
Somit wird die elektrisch unterstütze therapeutische Wirkstoffabgabe nach Ablauf der Zeit Tmax durch das Zeitglied 66 dauerhaft gestoppt.

Schutz vor unbeabsichtigter Dauersperre

Stehen die Elektroden 30, 32 in keinem guten Kontakt mit der Haut 34, ist es von Vorteil, einen Schutz vor Aktivierung der Dauersperrfunktion der Erfindung vorzusehen, um unerwünschtes Sperren der Elektrotransportvorrichtung 20 zu verhindern. Dies wäre z. B. möglich durch ungewolltes Drücken des Schalters 38, bevor die Vorrichtung auf der Haut 34 positioniert ist, z. B. beim Verpacken der Vorrichtung, bei ihrem Versand oder beim Auspacken aus ihrer Verpackung. Die Stromerfassungsschaltung 28 ist vorgesehen, um die Erfüllung der Sperrfunktion zu verzögern. Eine Realisierung von ihr wird mit weiterem Bezug auf Fig. 1 beschrieben.
Ein Stromerfassungssignal 58 ist mit einer der Elektroden 30, 32 gekoppelt. Das Stromerfassungssignal 58 aktiviert die Stromerfassungsschaltung 28, wenn der Laststrom IL ein gewisses vorgewähltes Minimum Imin, z. B. 25 uA, überschrei tet. Im Betrieb ist vorgesehen, daß der Laststrom IL einen vorbestimmten Wert Io hat, normalerweise in der Größenordnung von 1 mA. Die Stromerfassungsschaltung 58 hat ein Ausgangssignal 60, das hochpeglig wird, wenn sich die Elektroden 30, 32 in der richtigen Position auf der Haut 34 befinden und die Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24 durch den Freigabeausgang 36 des UND-Glieds 56 freigegeben ist.
Bei unbeabsichtigtem Schließen des Schalters 38, bevor der richtige Kontakt zwischen den Elektroden 30, 32 und der Haut 34 hergestellt ist, erreicht IL nicht das vorgewählte Minimum Imin. Damit ist der Ausgang 60 der Stromerfassungsschaltung 28 tiefpeglig, wodurch der Ausgang 64 des UND- Glieds 62 mit dem Ergebnis tiefpeglig bleibt, daß die Zeitgliedschaltung 66 nicht aktiviert wird. Danach kann die Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24 immer noch durch Drücken des Schalters 38 freigegeben werden, da die Abgabe von Strom IL von der Schaltung 24 lediglich vom Kontakt der Elektroden 30, 32 und der Haut 34 abhängt.
Ist ein richtiger Kontakt hergestellt und steigt der Strom IL über den Minimalwert Imin, gibt die Erfassungsschaltung 28 das UND-Glied 62 und die Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24 gemäß der vorstehenden Beschreibung frei.
Der Beginn der effektiven Abgabe des therapeutischen Wirkstoffs wird bestimmt, wenn sowohl der Wirkstoff angefordert wird, dargestellt durch das Schließen des Schalters 38, als auch der wirksame Hautkontakt vorliegt, dargestellt durch einen Laststrom IL über der vorbestimmten Stromgrenze Imin.

Dauersperren durch Dosiszählung

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform des Merkmals der dauerhaften Abgabesperre der Erfindung gezeigt. Eine Elektrotransportvorrichtung 80 weist eine Stromquelle 22, eine Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24 gemäß der vorstehenden Beschreibung und eine alternative Freigabe-Sperrschaltung 86 auf. Die Schaltung 86 weist eine POR-Schaltung 48, einen Schalter 38, einen Widerstand 42, ein FF 52, ein UND-Glied 62 und ein UND-Glied 56 wie zuvor auf. Außerdem weist die Schaltung 86 eine Dosiszählerschaltung 82 auf, um eine erfindungsgemäße dauerhafte, irreversible Sperrfunktion zu erfüllen. Zudem kann die Vorrichtung 80 eine Laststrom- Erfassungsschaltung 28 aufweisen.
Bei jeder Auslösung des Schalters 38, wodurch Strom IL nach Anlegen der Elektroden 30, 32 an der Haut 34 fließt, gibt die Stromerzeugungs- und Steuerschaltung 24 Strom in vorbestimmter Höhe und Dauer ab. Jedes folgende Schließen des Schalters 38 bewirkt einen Hochpegel des Signals 40. Solange die Erfassungsschaltung 28 erfaßt, daß der Strom IL über dem Minimum Imin liegt, ist das Signal 60 hochpeglig. Das Ausgangssignal 60 der Erfassungsschaltung 28 ist mit einem der Eingänge des zweiten UND-Glieds 62 mit 2 Eingängen verbunden. Der andere Eingang des UND-Glieds 62 ist mit dem Widerstandsanschluß 40 verbunden. Die Ausgabe 64 des UND-Glieds 62 vollführt einen Übergang vom Tief- zum Hochpegel, wenn das das Signal 60 oder das Signal 40, wenn dies das letzte ist, vom Tief- zum Hochpegel übergeht.
Durch einen Übergang der Ausgabe 64 vom Tief- zum Hochpegel kann eine Dosiszählerschaltung 82 eine Zählung zu Beginn jeder Dosisabgabe inkrementieren. Die Dosiszählerschaltung 82 ist so konfiguriert, daß sie für jede abgegebene Dosis um einen Zählschritt inkrementiert. Die Zählerschaltung 82 ist so konfiguriert, daß sie einen Hochpegel des Signals 68 bei einer gewissen vorbestimmten gezählten Dosisanzahl Nb von durch die Vorrichtung 80 abgegebenen Dosen ausgibt, nachdem das Signal 64 hochpeglig wird.
Das Signal 68 ist mit einem Stelleingang s des FF 52 verbunden. Das FF 52 gibt einen Tiefpegel des Signals 54 aus, wenn der Eingang s hochpeglig wird. Durch den Tiefpegel des Signals 54 gibt das UND-Glied 56 einen Tiefpegel des Signals 36 aus, der die Stromerzeugungsschaltung 24 sperrt, so daß sie keinen weiteren Strom IL zu den Elektroden 30, 32 und der Haut 34 führt. Daher wird die Abgabe des betreffenden therapeutischen Wirkstoffs gestoppt, wenn die Zählerschaltung 82 die vorbestimmte Dosiszählung Nb erreicht. Das FF 52 bleibt in dem Zustand, der durch das letzte Auftreten eines Hochpegels des Rückstelleingangssignals 50 oder des Stelleingangssignals 68 bewirkt wurde. Da sich der Ausgang 50 der POR-Schaltung 48 nicht mehr ändern kann, änderte sich das Stelleingangssignal 68 zuletzt, und das FF 52 ist in einem Dauerstellzustand, bei dem das Signal 54 tiefpeglig ist. Daher ist die Stromerzeugungsschaltung 24 dauerhaft und irreversibel gesperrt und an Zufuhr von Laststrom IL gehindert.

Dauersperren zum Verhindern des Vorrichtungsgebrauchs über die zulässige Lagerbeständigkeit hinaus

In Fig. 3 ist noch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrotransportvorrichtung 90 mit einer Dauersperrfähigkeit gezeigt. Die Vorrichtung 90 hat eine Freigabe-/Sperrschaltung 88, in der die "Zeitglied"-Sperrschaltung 66 von Fig. 1 und zusätzlich ein zweites Langzeit- Zeitglied 92 sowie ein ODER-Glied 98 eingebaut sind. Zum Schutz vor unerwünschtem Gebrauch der Vorrichtung 90, nachdem die Vorrichtung (oder Abschnitte von ihr, z. B. die Stromversorgung/Batterie 22) oder der in einer der Elektroden 30, 32 enthaltene therapeutische Wirkstoff eine Nutzlebensdauer überschritten hat, weist die Vorrichtung 90 das zweite Zeitglied 92 zum Dauersperren der Vorrichtung 90 zusätzlich zum ersten Zeitglied 66 von Fig. 1 auf. Das zweite Zeitglied 92 ist so konfiguriert, daß es einen Hochpegel eines Ausgangssignals 96 bei einer vorbestimmten Zeit T2max ausgibt, z. B. 2 Jahre nach Aktivierung des Zeitglieds 92.
Verbindung und Betrieb der POR-Schaltung 48, der Erfassungsschaltung 28, des Schalters 38, der Stromerzeugungsschaltung 24, des FF 52 sowie der UND-Glieder 56 und 62 entsprechen der vorstehenden Beschreibung anhand von Fig. 1. Der Eingang des Zeitglieds 92 ist mit dem Ausgang 50 der POR- Schaltung 48 verbunden. Der Ausgang 96 des Zeitglieds 92 ist mit einem Eingang des ODER-Glieds 98 verbunden. Ein Ausgang 94 des Zeitglieds 66 ist mit dem anderen Eingang des ODER- Glieds 98 verbunden. Das ODER-Glied 98 führt ein Ausgangssignal 68 zum Stelleingang s des FF 52. Durch Auftreten eines Hochpegels des Signals 94 oder 96 wird der Ausgang 68 hochpeglig. Ein Hochpegel des Signals 68 stellt das FF 52 zurück, wodurch die Stromerzeugungsschaltung 24, wie zuvor beschrieben, gesperrt wird.
Bei Herstellung der Vorrichtung 90 wird die Batterie 22 eingebaut, was einen Hochpegel des Signals 46 bewirkt, der die POR-Schaltung 48 auslöst. Die POR-Schaltung 48 gibt einen Hochpegel des Signals 50 nach kurzer Verzögerung aus. Durch den Hochpegel des Signals 50 wird das Zeitglied 92 aktiviert und beginnt zu zählen. Das Zeitglied 92 gibt einen Hochpegel des Signals 96 am Ende der vorbestimmten Zeit T2max ab Herstellung aus. Da das ODER-Glied 98 einen Hochpegel des Signals 68 bei auftretendem Hochpegel an einem der Eingänge 94 oder 96 ausgibt, wird die Vorrichtung 90 durch Ablauf des 24stündigen Zeitlimits des Zeitglieds 66 ab erstmaligem Gebrauch der Vorrichtung 90 oder durch Ablauf des 2jährigen Zeitlimits ab Herstellung der Zeitgliedschaltung 92, wenn dies zuerst auftritt, dauerhaft und irreversibel gesperrt.

Sperren durch Entladen der Batterie

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform einer Elektrotransport-Abgabevorrichtung 100 mit einer alternativen Dauersperrschaltung 101 für Strom gezeigt. Verbindung und Betrieb der POR-Schaltung 48, der Erfassungsschaltung 28, des Schalters 38, der Stromerzeugungsschaltung 24, des FF 52 sowie der UND- Glieder 56 und 62 entsprechen der vorstehenden Beschreibung anhand von Fig. 1. Das FF 52 weist zudem einen Ausgang 106 auf, der beim Stellen des FF 52 hochpeglig wird. Die Vorrichtung 100 weist einen siliciumgesteuerten Gleichrichter (SCR) 102 zum schnellen und dauerhaften Entladen der Batterie 22 auf. Der SCR 102 hat eine Anode 104, die mit dem Pluspol der Batterie 22 über einen Begrenzungswiderstand 112 verbunden ist. Ein Gate 108 des SCR 102 ist mit dem Ausgang 106 verbunden, und eine Kathode 110 ist an Masse 44 gelegt.
Wie zuvor beschrieben, läuft im Betrieb das Zeitglied 66 am Ende einer vorbestimmten Zeit (z. B. 24 Stunden) ab und führt einen Hochpegel zum Stelleingang 68 des FF 52. Das FF 52 gibt einen Hochpegel des Signals 106 aus, der den SCR 102 aktiviert. Der Wert des Widerstands 112 ist so ausgewählt, daß die Batterie schnell, aber sicher entladen wird. Durch vollständige Entladung der Batterie 22 wird der Stromfluß zu den Elektroden 30, 32 dauerhaft und irreversibel gesperrt.

Sperren durch Abzweigen des Abgabestroms

Eine Elektrotransport-Abgabevorrichtung 120 mit einer alternativen Dauersperrschaltung 103 für Strom ist in Fig. 5 gezeigt. Verbindung und Betrieb der POR-Schaltung 48, der Erfassungsschaltung 28, des Schalters 38, der Stromerzeugungsschaltung 24, des FF 52 sowie der UND-Glieder 56 und 62 entsprechen der vorstehenden Beschreibung anhand von Fig. 1. Das FF 52 weist zudem einen Ausgang 106 auf, der beim Stellen des FF 52 hochpeglig wird. Die Vorrichtung 120 weist einen Feldeffekttransistor (FET) 122 auf. Der FET 122 hat einen Drain 124, der mit einer Elektrode 30 verbunden ist, und eine Source 126, die mit der anderen Elektrode 32 verbunden ist. Ein Gate 128 des FET 122 ist mit dem Ausgang 106 verbunden.
Wie zuvor beschrieben wurde, läuft im Betrieb das Zeitglied 66 am Ende der vorbestimmten Zeit (z. B. 24 Stunden) ab und führt einen Hochpegel zum Stelleingang 68 des FF 52. Das FF 52 gibt einen Hochpegel des Signals 106 aus, der den FET 122 einschaltet und einen widerstandsarmen Weg vom Drain 124 zur Source 126 parallel zu den Elektroden 30, 32 herstellt. Der widerstandsarme Weg zweigt den Laststrom IL von den Elektroden 30, 32 ab, was die elektrisch unterstützte Abgabe des in mindestens einer der Elektroden 30, 32 enthaltenen therapeutischen Wirkstoffs dauerhaft und irreversibel sperrt.

Sperren anhand von Körperparametererfassung und -vergleich

In Fig. 6 ist eine Elektrotransport-Abgabevorrichtung 130 mit einer alternativen dauerhaften Stromsperrschaltung 138 gezeigt. Verbindung und Betrieb der POR-Schaltung 48, der Erfassungsschaltung 28, des Schalters 38, der Stromerzeugungsschaltung 24, des FF 52 sowie der UND-Glieder 56 und 62 entsprechen der vorstehenden Beschreibung anhand von Fig. 1 und dem Betrieb der Vorrichtung 20.
Die Vorrichtung 130 weist auf: einen Körperparametersensor 134 zum Erfassen eines Körperparameters, z. B. Herzfrequenz, Körpertemperatur, Schwitzen, Atemfrequenz, Sauerstoffgehalt von Blut oder Gewebe, Kohlendioxidgehalt von Blut oder Gewebe, Blutdruck, Blutzuckergehalt, Schweißzusammensetzung, Bewegungen (Teilbewegungen), und eine Erfassungs-/Vergleichs schaltung 132, die den erfaßten Körperparameter mit einem gewissen vorbestimmten Grenzwert Lp vergleicht. Der Sensor 134 kann eine "integrierte" Komponente der Abgabevorrichtung 130 oder eine separate unabhängige Einheit sein, die von der Vorrichtung 130 abgesetzt, aber in die Schaltung 132 mit normalen elektrischen Verbindern (z. B. Kabeln) eingebunden ist. Ein Eingang der Erfassungs-/Vergleichsschaltung 132 ist mit dem Ausgang 64 des UND-Glieds 62 verbunden. Ein weiterer Eingang der Erfassungs-/Vergleichsschaltung 132 ist mit dem Parametersensor 134 durch ein Signal 136 verbunden. Die Erfassungs-/Vergleichsschaltung 132 ist so konfiguriert, daß sie einen Hochpegel des Signals 68 ausgibt, wenn der Ausgang 64 hochpeglig ist und der durch den Sensor 134 gemessene Körperparameter den vorbestimmten Grenzwert Lp übersteigt.
Wie zuvor anhand des Betriebs der Vorrichtung 20 beschrieben wurde, ist das Signal 68 mit einem Stelleingang s des FF 52 verbunden. Das FF 52 gibt einen Tiefpegel des Signals 54 aus, wenn der Eingang s hochpeglig wird. Durch den Tiefpegel des Signals 54 gibt das UND-Glied 56 einen Tiefpegel des Signals 36 aus, der die Stromerzeugungsschaltung 24 sperrt, so daß sie keinen weiteren Strom IL zu den Elektroden 30, 32 und der Haut 34 führt. Das FF 52 bleibt in dem Zustand, der durch das letzte Auftreten eines Hochpegels des Rückstelleingangssignals 50 oder des Stelleingangssignals 68 bewirkt wurde. Da sich der Ausgang 50 der POR-Schaltung 48 nicht mehr ändern kann, nachdem die Batterie 22 angeschlossen ist (d. h. bei Herstellung der Vorrichtung 130), änderte sich das Stelleingangssignal 68 zuletzt, und das FF 52 ist in einem Dauerstellzustand, in dem das Signal 54 tiefpeglig ist. Daher ist die Stromerzeugungsschaltung 24 dauerhaft und irreversibel gesperrt und an der Zufuhr von Laststrom IL zu den Elektroden 30, 32 gehindert.

Verhindern der Dauersperre nach unbeabsichtigter und kurzer Abnahme der Elektroden

In Fig. 7 ist eine Elektrotransportvorrichtung 140 mit einer Freigabe-/Sperrschaltung 142 gezeigt, die eine Schaltung 144 für die Zeit ab Abnahme aufweist. Die Schaltung 142 hat eine Reihe ähnlicher Komponenten wie die Schaltung 26 von Fig. 1, u. a. einen vom Benutzer betätigten Schalter 38, einen Widerstand 42, eine POR-Schaltung 48, die Stromquelle 22, ein FF 52, das UND-Glied 56 und die Stromerzeugungsschaltung 24, die einen Ansteuerstrom IL zu Elektroden 30, 32 führt.
Die Schaltung 144 für die Zeit ab Abname weist zwei flankengesteuerte Stell-Rückstell-Flipflops (FF) 150 und 151, einen Inverter 152, zwei UND-Glieder 154 und 156 mit drei Eingängen, UND-Glieder 155 und 168 mit zwei Eingängen sowie eine Stell-Rückstell-Zeitgliedschaltung 146 auf.
Der POR-Schaltungsausgang 50 ist mit den Rückstelleingängen der FF's 150 und 151 verbunden. Der Ausgang 60 der Schaltung 28 ist mit einem der Eingänge des UND-Glieds 155 mit zwei Eingängen, dem Stelleingang des FF 150, dem Eingang des Inverters 152 und dem ersten Eingang des UND-Glieds 154 verbunden. Der Ausgang 157 des UND-Glieds 155 ist mit dem Stelleingang des FF 151 verbunden. Der Ausgang 153 des FF 151 ist mit dem zweiten Eingang der drei Eingänge der UND-Glieder 154 und 156 verbunden. Der Ausgang 160 des FF 150 ist mit dem dritten Eingang der UND-Glieder 154 und 156 sowie mit dem ersten Eingang des UND-Glieds 168 verbunden. Der Ausgang 158 des Inverters 152 ist mit dem ersten Eingang des UND-Glieds 156 verbunden.
Der Ausgang 162 des UND-Glieds 156 ist mit dem flankengesteuerten Stelleingang der Zeitgliedschaltung 146 verbunden. Der Ausgang 164 des UND-Glieds 154 ist mit dem flankengesteuerten Rückstelleingang der Zeitgliedschaltung 146 verbunden. Der Ausgang 166 der Zeitgliedschaltung 146 ist mit dem zweiten Eingang des UND-Glieds 168 verbunden. Der Ausgang der Zeitgliedschaltung 146 ist mit dem flankengesteuerten Stelleingang des FF 52 verbunden. Die anderen Verbindungen für den Schalter 38, den Widerstand 42, die POR-Schaltung 48, das FF 52, das UND-Glied 56, die Stromerzeugungsschaltung 24 und die Erfassungsschaltung 28 entsprechen der zuvor gegebenen Beschreibung.
Die Abgabe des therapeutischen Wirkstoffs wird gemäß der vorstehenden Beschreibung durch die Wirkung des Schalters 38, der POR-Schaltung 48 und des FF 52 nach Anlegen der Elektro den 30, 32 an die Haut 34 ausgelöst. Die Abgabe von den Elektroden 30, 32 durch die Haut 34 setzt sich fort, bis mindestens eine der Elektroden 30, 32 von der Haut 34 abgenommen oder die Stromerzeugungsschaltung 24 gesperrt wird. Bei kurzzeitiger Entfernung der Elektroden 30, 32 (z. B. bei Lösung der Vorrichtung 140 von der Haut 34 des Patienten beim Ablegen der Kleidung) kann die Vorrichtung 140 schnell wieder an der Haut angebracht werden, ohne die automatische Sperrschaltung auszulösen.
Erreicht wird dies wie folgt: Die Erfassungsschaltung 28 ist so konfiguriert, daß sie auf einen Hochpegel des Signals 60 übergeht, wenn der Strom IL einen gewünschten vorbestimmten Wert erreicht, und daß sie auf einen Tiefpegel übergeht, wenn der Strom IL bei Entfernung einer oder beider Elektroden 30, 32 von der Haut 34 auf Null fällt.
Jedoch fließt Strom erst, wenn die Elektroden 30, 32 in Kontakt mit der Haut 34 angeordnet sind und der Schalter 38 aktiviert ist. Die Aktivierung des Schalters 38 bewirkt einen Hochpegel des Signals 40. Da das Signal 54 wegen der Rückstellung des FF 52 durch die POR-Schaltung 48 bereits hochpeglig ist, gibt das UND-Glied 56 einen Hochpegel des Signals 36 zur Stromerzeugungsschaltung 24 aus. Befinden sich die Elektroden 30, 32 an Ort und Stelle, beginnt Strom zu fließen, und die Erfassungsschaltung 28 gibt einen positiven Übergang des Signals 60 aus.
Durch den Übergang des Signals 60 auf Hochpegel geht das flankengesteuerte FF 150 am Ausgang 160 auf einen Hochpegel über. Der Inverter 152 bewirkt einen Übergang auf einen Tiefpegel am Ausgang 158.
Der Hochpegel des Signals 40 in Kombination mit dem Hochpegel des Signals 60 gibt das UND-Glied 157 frei, um einen positiven Übergang des Signals 157 auszugeben. Durch den positiven Übergang des Signals 157 gibt das flankengesteuerte FF 151 einen Hochpegel des Signals 153 aus. Die Hochpegel des Signals 153 und des Signals 160 geben beide UND-Glieder 154 und 156 frei, deren logische Ausgangszustände nur von den komplementären Signalen 152 und 158 abhängen.
In diesem Zustand führt die Schaltung 140 Strom IL zu den Elektroden 30, 32 durch die Haut 34. Bei Unterbrechung der Stromzufuhr wird das Erfassungssignal 58 tiefpeglig und bewirkt einen Tiefpegel am Ausgang 60 der Erfassungsschaltung 28. Der Übergang des Signals 60 zum Tiefpegel bewirkt, daß der Inverter 152 einen Übergang des Signals 158 zum Positiven ausgibt. Ein positiver Übergang des Signals 158 bewirkt einen positiven Übergang der Ausgabe 156 des UND-Glieds 156. Ein positiver Übergang am flankengesteuerten Stelleingang des Zeitglieds 146 startet die Zeitgliedzählung bis zu einem vorbestimmten Wert Tr. Bleibt der Strom für eine den vorbestimmten Wert Tr übersteigende Zeit unterbrochen, gibt das Zeitglied 146 einen Hochpegel des Signals 166 aus. Da das Signal 160 bereits hochpeglig ist, sind beide Eingänge des UND- Glieds 168 mit zwei Eingängen hochpeglig. Das UND-Glied 168 bewirkt, daß das Signal 68 hochpeglig wird, was den flankengesteuerten Stelleingang des FF 52 veranlaßt, das Ausgangssignal auf Tiefpegel zurückzustellen. Durch einen Tiefpegel des Signals 54 wird die Stromerzeugungsschaltung 24 gesperrt, so daß Laststrom IL auch dann nicht fließt, wenn die Elektroden 30, 32 wieder angeschlossen werden. Dies führt zur dauerhaften und irreversiblen Sperrung der Elektrotransportvorrichtung 140.
Beim erneuten Verbinden der Elektroden 30, 32 mit der Haut 34, bevor das Zeitglied 146 den vorbestimmten Grenzwert erreicht, ist die Schaltung 24 noch immer freigegeben, und Laststrom IL fließt erneut. Dadurch gibt die Erfassungsschaltung 28 einen positiven Übergang des Signals 60 aus. Der positive Übergang des Signals 60 bewirkt, daß der Ausgang 164 des UND-Glieds 154 einen positiven Übergang am flankengesteuerten Rückstelleingang der Zeitgliedschaltung 146 vollführt. Das Rückstellen des Zeitglieds 146 verhindert einen Ausgabeübergang des Signals 166. Dadurch fließt der Laststrom weiter, bis er durch eine andere Einrichtung gesperrt wird.

Dauersperren nach Zufuhr einer vorbestimmten Strommenge

In Fig. 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform einer Elektrotransportvorrichtung mit Dauersperre gezeigt. Fig. 8 zeigt das Detail einer allgemein mit der Bezugszahl 170 bezeichneten Stromsteuer- und Gesamstrombegrenzungsschaltung, die in der Schaltung von Fig. 7 eingebaut sein kann. Gezeigt ist die Schaltung 170 als Kombination einer stromintegrierenden Schaltung 173 und einer Stromerzeugungs- und Logiksperrschaltung 185. Die Schaltung 173 ist so konfiguriert, daß sie den Gesamtstrom IL integriert, der durch die Stromerzeugungsschaltung 24 von Fig. 7 über die Elektroden 30, 32 und die Haut 34 zugeführt wird, und ein Signal zum Sperren der Stromerzeugungsschaltung zuführt, wenn der abgegebene kumulative Strom einen gewissen vorbestimmten Wert Qt erreicht.
Die Schaltung 170 weist drei Differentialverstärker 180, 182 und 184 mit hoher Verstärkung und hoher Eingangsimpedanz auf, wobei jeder Verstärker einen Ausgangsknoten 198, 200 bzw. 202 aufweist. Jeder Verstärker 180, 182 und 184 weist einen invertierenden und nichtinvertierenden Eingang auf. Außerdem weist die Schaltung 170 zwei Eingangswiderstände 174, 176 und einen Rückführkondensator 178 auf. Ein Anschluß des Widerstands 174 ist mit einem Rückführsignal 210 verbunden, das proportional zum Laststrom IL ist. Der andere Anschluß des Widerstands 174 ist mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 180 verbunden.
Eine Seite des Rückführkondensators 178 ist mit dem Ausgang 198 des Verstärkers 180 verbunden. Die andere Seite des Kondensators 178 ist mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 180 verbunden. Ein zweiter Eingangswiderstand 176 ist zwischen dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 180 und Masse 44 verbunden.
Außerdem ist der Ausgang des Verstärkers 180 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 182 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 182 ist mit Masse 44 verbunden. Der Ausgang 200 des Verstärkers 182 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 184 verbunden. Der invertierende Eingang des Verstärkers 184 ist mit einer Referenzspannung 171 verbunden, die durch eine Referenzspannungsquelle zugeführt wird, z. B. einen (nicht gezeigten) Spannungsteiler. Die Referenzspannung 171 legt den Maximal wert des mit QL bezeichneten Integrals des Laststroms IL fest, der zu den Elektroden 30 und 32 zu führen ist.
Die Stromerzeugungs- und Sperrlogikschaltung 185 weist einen hochverstärkenden Differentialverstärker 192 auf, der einen nichtinvertierenden Eingang 204, einen invertierenden Eingang 206 und einen Ausgang 212 hat. Zudem weist die Schaltung 185 einen Eingangswiderstand 188, einen Rückführwiderstand 190. Ein ODER-Glied 186 mit zwei Eingängen und einem Ausgang 208, einen FET 194 und einen Erfassungswiderstand 196 auf. Ein Anschluß des Eingangswiderstands 188 ist mit einer Referenzspannung 172 von einer (nicht gezeigten) Referenzspannungsquelle, z. B. einem Spannungsteiler, verbunden. Die Spannung 172 legt den vorbestimmten Wert des zur Haut 34 durch die Elektroden 30 und 32 abzugebenden Stroms IL fest. Der andere Anschluß des Widerstands 188 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 192 verbunden. Ein Anschluß des Rückführwiderstands 190 ist mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 192 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstands 190 ist mit dem Erfassungsanschluß 210 des Erfassungswiderstands 196 verbunden.
Ein Eingang des ODER-Glieds 186 mit zwei Eingängen ist mit dem Ausgang 202 des Verstärkers 184 verbunden. Am anderen Eingang des ODER-Glieds 186 liegt ein Sperrsignal 36 gemäß Fig. 7 an. Der Ausgang 208 des ODER-Glieds ist mit dem Eingangs-Gate des FET 194 verbunden. Der Drain 204 des FET 194 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 192 verbunden. Der Ausgang 212 des Verstärkers 192 ist mit der Elektrode 30 verbunden. Die Rücklaufelektrode 32 ist mit dem gemeinsamen Erfassungspunkt 210 der Widerstände 190 und 196 verbunden.
Normalerweise sind die Werte der Eingangswiderstände 174, 176, 188 und 190 um mehrere Größenordnungen höher als der Erfassungswiderstand 196. Während der Wert des Erfassungswiderstands 196 so ausgewählt sein kann, daß er 10 Ohm beträgt, kann der Wert der Eingangswiderstände 174, 176, 188 und 190 100 kOhm betragen. Daher fließt im wesentlichen der gesamte Laststrom IL über den Erfassungswiderstand 196 mit dem Ergebnis, daß die Spannung des Signals 210 proportional zum Laststrom IL ist.
Die Spannungsverstärkung der Verstärker 180, 182, 184 und 192 ist so ausgewählt, daß sie mehrere Tausend beträgt, so daß sehr kleine Eingangssignale stark verstärkt werden. Die Verstärker 180, 182, 184 und 192 sind so ausgewählt, daß sie ein(e) ausreichend niedrige(s) Eingangsrauschen und Eingangsableitung haben, um genau zu arbeiten. Die Verstärker 180, 182, 184 und 192 sind so ausgewählt, daß sie eine ausreichend hohe Eingangsimpedanz haben, so daß die Belastung der anderen Schaltungselemente vernachlässigt werden kann. Dem Fachmann auf dem Gebiet der Verstärkerkonstruktion obliegt die Auswahl geeigneter Komponenten.
Im Betrieb werden die Elektroden 30 und 32 an der Haut 34 befestigt. Anfangs ist der Stromfluß null. Daher ist das Erfassungssignal 210 ebenfalls null. Der Stromfluß IL wird durch denjenigen ausgelöst, der die Elektrotransportvorrichtung 140 steuert. Die Spannungsreferenz des Signals 172 ist durch den (nicht gezeigten) Spannungsteiler festgelegt. Im Anfangszustand sind die Eingänge 36 und 202 zum ODER-Glied 186 beide tiefpeglig, so daß der Ausgang 208 auch tiefpeglig ist. Da das Gate des FET 194 tiefpeglig ist, bildet der Drain des FET 194 im wesentlichen einen offenen Kreis für das Signal 204. Durch die hohe Impedanz des nichtinvertierenden Eingangs des Verstärkers 192 erscheint im wesentlichen die gesamte Spannung des Signals 172 auf dem Signal 204. Wegen der hohen Verstärkung des Verstärkers 192 steigt das Ausgangssignal 212 auf einen Wert, der ausreicht, den Laststrom IL auf einen solchen Wert zu erhöhen, daß IL mal dem Widerstandswert des Erfassungswiderstands 196 eine im wesentlichen gleiche Spannung am nichtinvertierenden Eingang 206 des Verstärkers 192 erzeugt. Daher folgt der Strom IL dem Wert der Referenzspannung des Signals 172.
Die Signalspannung 210 wird durch den Eingangswiderstand 174 zum invertierenden Eingang des Verstärkers 180 übertragen. Da der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 180 an Masse liegt, liegt der invertierende Eingang des Verstärkers 180 zwangsweise auch nahezu an Masse. Erreicht wird dies durch Bewirken eines Rückführstroms If im Rückführkondensator 178, der den Eingangsstrom Iin genau ausgleicht. Der erforderliche Strom If wird durch die Spannung am Ausgang 198 erreicht, die als invertiertes Integral der Erfassungsspannung des Signals 210 erscheint. Hat beispielsweise die Eingangsreferenzspannung des Signals 176 einen positiven Konstantwert, so hat die Ausgangsspannung des Signals 198 eine zum Negativen gehende Rampe. Der im Kondensator fließende Strom If gleicht den Eingangsstrom Iin genau aus.
Der invertierende Verstärker 182 ist ein Verstärker mit einer Verstärkung von -1, so daß ein positiver Wert, der proportional zum Integral des Laststroms IL ist, am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 202 erscheint. Der Verstärker 202 wird als hochverstärkender Schwellwertdetektor betrieben, wobei der Referenzumschaltwert durch die Referenzspannung des Signals 171 zugeführt wird. Das Signal 171 entstammt einem (nicht gezeigten) Spannungsteiler. Der Wert des Signals 171 ist so ausgewählt, daß er die gewünschte Gesamtdosis Qt darstellt. Wird der Wert des Signals 200 positiver als der Referenzwert des Signals 171, schaltet der Ausgang 202 des Verstärkers 184 schnell von null auf die maximale Speisespannung Vcc um. Durch eine positive Spannung des Signals 202 wird der Ausgang 208 des ODER-Glieds 186 positiv, wodurch der Drain 204 des FET 194 in einen stark leitenden Zustand versetzt wird. Dadurch legt der Drain 204 des FET 194 den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 192 an Masse. Somit wird der Ausgang 212 des Verstärkers 192 auf Massepotential angesteuert, was einen Wegfall des Laststroms IL bewirkt. Da die Schaltung 170 solange aktiv bleibt, wie Strom durch die Batterie 22 zugeführt wird, ist der Laststrom IL dauerhaft und irreversibel gesperrt.

Mechanisches Sperren des Elektrotransportstroms

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung läßt sich die Dauersperre des Elektrotransportstroms für eine Elektrotransportvorrichtung auch durch eine nichtelektronische Einrichtung realisieren. Besonders gut geeignet ist diese Einrichtung zum Dauersperren für Elektrotransportvorrichtungen mit einer wiederverwendbaren Komponente, die normalerweise elektrische Kreise und andere Hardware enthält, die für den längerfristigen Gebrauch geeignet sind, sowie einer zum einmaligen Gebrauch bestimmten/Wegwerfkomponente, die normalerweise den Medikamenten-(Donator-) und Elektrolytsalz-(Gegen-) Speicher und wahlweise die elektrische Stromquelle (z. B. eine Batterie) enthält. Offenbart sind Beispiele für solche zweiteiligen Elektrotransportvorrichtungen in der US-A-4942883 (Newman); US-A-5037381 (Bock et al.); US-A-4731926; 5135479 und 5167617 (Sibalis et al.); und in der GB-A-2239803 (Devane et al.). Bei diesen zweiteiligen Elektrotransportvorrichtungen ist am stärksten erwünscht, nur den medikamentenhaltigen, zum einmaligen Gebrauch bestimmten/Wegwerfabschnitt dauerhaft zu sperren, so daß der wiederverwendbare Abschnitt, der die elektrischen Schaltungen und andere relativ teure Hardware enthält, nicht dauerhaft außer Betrieb gesetzt wird. In Fig. 9 ist eine allgemein mit der Bezugszahl 300 bezeichnete Ausführungsform einer zum einmaligen Gebrauch bestimmten/Wegwerf-Elektrodenanordnung gezeigt. Durch die Anordnung 300 kann eine dauerhafte und irreversible Sperre einer Elektrotransport-Stromquelle erfolgen, wobei die Sperre durch eine mechanische Einrichtung gemäß der Erfindung erfolgt. Die Anordnung 300 ist mit einer im folgenden zu beschreibenden mechanischen und elektrischen Befestigungsanordnung versehen, die die Elektrodenanordnung 300 entfernbar mit einer elektrisch leitenden Kathodenaufnahmebuchse 302 und einer elektrisch leitenden Anodenaufnahmebuchse 304 verbindet, die in einem (nicht gezeigten) wiederverwendbaren Abschnitt der Elektrotransportvorrichtung angeordnet sind. Die Buchsen 302 und 304 sind Speiseknoten, die die Quelle für elektrischen Strom bilden, der von der abnehmbaren Elektrodenanordnung 300 verwendet wird, um die Elektrotransportabgabe gemäß der nachfolgenden Beschreibung freizugeben.
Die mechanische und elektrische Befestigungsanordnung der Elektrodenanordnung 300 weist eine elektrisch leitende Kathodenniete 306 und eine elektrisch leitende Anodenniete 308 auf. Die Kathodenniete 306 und Anodenniete 308 sind so ausgerichtet, daß sie in die Buchsen 302 bzw. 304 gesteckt werden. Die Buchsen 302 und 304 sind so konfiguriert, daß sie die Kathodenniete 306 bzw. Anodenniete 308 mittels (nicht gezeigter) herkömmlicher elastischer Federteile oder durch Preßsitz aufnehmen und entfernbar festhalten. Die Nieten 306 und 308 sind so konfiguriert, daß sie in die Buchsen 302 bzw. 304 eingreifen und von diesen festgehalten werden.
Die Nieten 306 und 308 bzw. die Buchsen 302 und 304 bilden das erste entfernbare elektrische Verbindungsteil der hierin beschriebenen mechanischen Befestigungsanordnung. Die Nieten 306 und 308 können aus einem handelsüblichen Material hergestellt sein, z. B. rostfreiem Qualitätsstahl, oder sie können vorzugsweise aus einem Grundmetall, z. B. Messing oder Kupfer, hergestellt und mit einer Silberschicht plattiert oder beschichtet sein, die zur Minimierung von Problemen mit Elektrokorrosion ausreicht. Ferner können die Nieten 306 und 308 aus einem Edelmetall hergestellt sein, z. B. Gold oder Platin. Alternativ können die Nieten 306 und 308 aus einem Isoliermaterial hergestellt sein, z. B. ABS-Copolymer oder Polystyrol, mit einer ausreichenden Beschichtung aus einem elektrisch leitenden Material, z. B. Graphit, Silber oder einem Edelmetall, um über ihre Außenflächen kontinuierlich leitfähig zu sein.
Eine Isolierschicht 314 ist zwischen den Nieten 306 und 308 und einer zweiten Substratschicht 338 angeordnet. Vorzugsweise ist die Schicht 314 ein dünnes, dehnbares und reißbares Material, z. B. Polyethylen oder Polyurethan, mit etwa 0,01 bis 0,08 mm (0,05 bis 3 Milli-Inch) Dicke.
Eine Schicht 338 ist an der Schicht 314 gegenüber den Nieten 306, 308 befestigt. Eine (nicht gezeigte) Klebstoffschicht kann zum Einsatz kommen, um die Schichten 314 und 338 an ihren Berührungsflächen zusammenzuhalten.
Vorzugsweise besteht die Schicht 338 aus einem geschäumten Isoliermaterial, z. B. Polyethylen- oder Urethanschaum, mit etwa 0,3 bis 7 mm (10 bis 250 Milli-Inch) Dicke. Vorzugsweise sind die Schichten 314 und 338 ausreichend flexibel, um sich an normale Körperkonturen beim Anlegen gemäß der nachfolgenden Beschreibung anzupassen. Die zweite Schicht 338 ist mit beabstandeten Hohlräumen 340 und 344 versehen, wobei ein Hohlraum 340 einen Anodengelspeicher 342 enthält und ein weiterer Hohlraum 344 einen Kathodengelspeicher 346 enthält. Einer der Speicher 342 und 346 enthält ein therapeutisches Medikament oder einen therapeutischen Wirkstoff, und der andere Speicher enthält normalerweise ein Elektrolytsalz.
Außerdem hat die Schicht 338 einen durchgehenden offenen Hohlraum 358, wobei die Schicht 338 so konfiguriert ist, daß sie den Hohlraum 358 von den Hohlräumen 340 und 344 trennt. Der Hohlraum 358 ist so konfiguriert und ausgerichtet, daß er Ansätze 328 und 330 im Inneren einschließt.
Eine Anodenelektrode 334 ist zwischen der Schicht 314 und der Schicht 338 angeordnet. Die Elektrode 334 ist so dimensioniert und ausgerichtet, daß sie mit einem wesentlichen Abschnitt des Anodengelspeichers 342 in Kontakt steht. Ähnlich ist eine Kathodenelektrode 336 zwischen der Schicht 314 und der Schicht 338 angeordnet sowie so dimensioniert und ausgerichtet, daß sie mit dem Kathodengelspeicher 346 in Kontakt steht. Hergestellt sind die Elektroden 334 und 336 vorzugsweise aus einem dünnen leitenden Material, z. B. einer metallischen (z. B. Silberanoden- oder chlorierten Silberkathoden-) Folie, einem dünnen Material mit einer elektrisch leitenden Oberfläche, z. B. einem Polyethylenfilm mit einer metall- oder graphitbeschichteten Oberfläche, oder einem polymerischen Verbundmaterial, das elektrisch leitende Füllstoffe enthält, z. B. das in der US-A-5147297 (Myers et al.) offenbarte. Das Verbundmaterial kann in Form einer dünnen Bahn extrudiert oder gewalzt und dann in die gewünschte Elektrodenform geschnitten oder gestanzt sein.
Die Elektroden 334 und 336 haben einen verlängerten Anodenanschluß 320 bzw. Kathodenanschluß 322, die den offenen Hohlraum 358 überlappen. Die Anschlüsse 320 und 322 bilden die Eingangsknoten der Elektrodenanordnung 300 zum Leiten von Elektrotransportstrom zum Anoden- bzw. Kathodengelspeicher 342, 346. Der Anodenanschluß 320 ist zu einer Anodennietenbuchse 312 ausgerichtet, die am Boden der Anodenniete 308 vorgesehen ist. Der Kathodenanschluß 322 ist zu einer Kathodennietenbuchse 310 ausgerichtet, die am Boden der Kathodenniete 306 vorgesehen ist.
Ein Anodenansatz 328 ist zur Anodennietenbuchse 312 ausgerichtet. Ein Kathodenansatz 330 ist zur Kathodennietenbuchse 310 ausgerichtet. Die Ansätze 328 und 330 sind mit einem Anodenstift 348 bzw. einem Kathodenstift 350 versehen. Vorzugsweise sind die Ansätze 328 und 330 aus dem gleichen Material wie die Nieten 306, 308 hergestellt, d. h. silberplattierter Stahl, Messing oder Kupfer. Die Buchsen 312 und 310 sind so konfiguriert, daß sie den Stift 348 bzw. 350 aufnehmen und festhalten, wenn die Stifte durch die jeweiligen Öffnungen 324, 326 und die Schicht 314 in die jeweiligen Buchsen gesteckt werden. Die Nieten- und Stiftpaare 312, 348 und 310, 350 sind so konfiguriert, daß sie die jeweiligen Elektrodenanschlüsse 320 und 322 dazwischen erfassen. Die leitenden Außenflächen der Nieten 310, 312 und der Ansätze 328, 330 stellen einen kontinuierlich leitenden Kontakt zwischen den Anschlüssen 320, 322 und den Buchsen 302, 304 her.
Die Ansätze 328, 330 und Nietenbuchsen 312, 310 bilden das zweite elektrische Verbindungsteil der hierin beschriebenen mechanischen Befestigungsanordnung.
Vorzugsweise ist eine Ansatzisolierschicht 356 zwischen der Ansatzbasis 352 und der Ansatzbasis 354 sowie dem Körper 360 des Patienten vorgesehen. Die Schicht 356 isoliert die Haut 360 des Patienten vor direktem Kontakt mit den Metallansätzen 328, 330, um unerwünschten Transport von Metallionen in die Haut 360 zu verhindern.
Ein elektrisch, leitendes zerbrechliches Teil 332 zwischen dem Anodenanschluß 320 und der Anodenelektrode 334 bildet einen kontinuierlichen Leitweg zwischen ihnen. Der im Zusammenhang mit dem Teil 332 verwendete Begriff "zerbrechlich" bedeutet, daß das Teil in zwei körperlich getrennte Abschnitte auseinanderbricht, wenn die Elektrodenanordnung 300 vom wiederverwendbaren Abschnitt der Elektrotransportvorrichtung abgezogen wird. Insbesondere schließt der Begriff "zerbrechlich" elektrisch leitende Beschichtungen aus, die geeignet sind, abgekratzt zu werden, da die Zuverlässigkeit beim Aufbrechen einer elektrischen Verbindung durch Abkratzen einer elektrisch leitenden Beschichtung von einem nichtleitenden Substrat nicht hoch ist. Somit umfaßt der Begriff "zerbrech lich" nur jene elektrisch leitenden Teile, die durch körperliche Trennung zuvor verbundener Abschnitte von ihnen zerbrochen werden.
Das zerbrechliche Teil 332 kann eine kontinuierliche Verlängerung des Elektrodenmaterials 334 sein. Vorzugsweise ist das zerbrechliche Teil 332 aus einem leitenden Material mit vorgeformten Nuten, Ritzen oder Perforationen darin hergestellt, z. B. Nuten, Ritzen oder Perforationen, die so konfiguriert sind, daß ein Schwachbereich zu ihrem Zerbrechen und körperlichen Trennen gebildet ist, wenn sie einer ausreichenden Seitenkraft zwischen dem Anschluß 320 und der Elektrode 334 ausgesetzt sind.
In Vorbereitung auf den Gebrauch werden die Ansätze 328, 330 in den Nieten 308, 306 angeordnet, wodurch die jeweiligen Anschlüsse 320, 322 zwischen ihnen erfaßt sind.
Im Gebrauch wird die Elektrodenanordnung 300 zum (nicht gezeigten) wiederverwendbaren Abschnitt der Elektrotransportvorrichtung mit den Buchsen 302, 304 ausgerichtet. Die Nieten 306, 308 werden in die Anodenbuchse 304 bzw. Kathodenbuchse 302 gesteckt. Anschließend wird die komplette Elektrotransportvorrichtung mit dem wiederverwendbaren Abschnitt und der zum einmaligen Gebrauch bestimmten/Wegwerf-Elektrodenanordnung 300 auf die Haut 360 des Patienten gelegt, und die Elektrotransportbehandlung beginnt mit Abgabe von Elektrotransportstrom von der Stromversorgung zu den Elektroden 334, 336, die mit den Gelspeichern 342, 346 in Kontakt stehen.
Die Speiseknotenbuchsen 302, 304 der Nieten 306, 308 und der Ansätze 330, 328 sind geeignet, unter Abziehkraft beim Entfernen der Wegwerf-Elektrodenanordnung 300 einen starken, aber nicht dauerhaften Halt zu geben. Dabei halten sie so fest, daß die Elektrodenanschlüsse 320, 322 zwischen den Nieten 306, 308 und den Ansätzen 328, 330 festgehalten werden, wenn die Elektrodenanordnung 300 vom wiederverwendbaren Teil der Elektrotransportvorrichtung abgenommen wird.
Am Ende der gewünschten Behandlung werden die Stromquelle und die Anordnung 300 von der Haut 360 des Patienten entfernt. Die Elektrodenanordnung 300 wird vom wiederverwendbaren Abschnitt der Elektrotransportvorrichtung entfernt, indem die Schichten 314 und 338 davon abgezogen werden. Die Ansätze 328, 330 bleiben in den Nieten 308, 306 eingesteckt, und die Nieten 306, 308 bleiben in den Buchsen 302, 304 eingesteckt. Beim Abziehen der Schichten 314, 338 bricht das zerbrechliche Teil 332 in körperlich getrennte Abschnitte, wodurch die Elektrodenanordnung 300 dauerhaft und irreversibel gesperrt wird. Vorzugsweise bricht das zerbrechliche Teil 332 intern auseinander, ohne daß die Ansätze 328, 330 und Nieten 308, 306 an den Buchsen 304 bzw. 302 befestigt bleiben, wodurch die Elektrodenanordnung 300 danach nicht mit dem gleichen oder einem anderen wiederverwendbaren Abschnitt einer Elektrotransportvorrichtung verwendbar ist. Alternativ bleiben der Anschluß 320 sowie der Ansatz 328 und die Niete 308 an der Buchse 304 befestigt, sobald die Elektrodenanordnung 300 vom wiederverwendbaren Abschnitt der Elektrotransportvorrichtung getrennt ist, wodurch die elektrische Verbindung zwischen Buchse 304 und Elektrode 334 dauerhaft und irreversibel zerbrochen ist. Danach können die Nieten 306, 308 aus den Buchsen 302, 304 manuell oder mit einem kleinen Werkzeug, z. B. einem Schraubendreher, entfernt werden. Durch Entfernen der Nieten 306, 308 aus den Buchsen 302, 304 im wiederverwendbaren Abschnitt der Elektrotransportvorrichtung kann der wiederverwendbare Abschnitt mit einer neuen zum einmaligen Gebrauch bestimmten/Wegwerf-Elektrodenanordnung 300 zum weiteren Gebrauch verbunden werden.
Erwogen ist auch, daß unterschiedliche Konfigurationen von Befestigungsanordnungen und Elektrodenanordnungen im Schutzumfang der Erfindung möglich sind. Beispielsweise können "Tinnerman"-Muttern zum Festhalten von Stiften verwendet werden, die so konfiguriert sind, daß sie in Buchsen im wiederverwendbaren Abschnitt der Vorrichtung gesteckt werden, und entfernbare Halteklammern können zum Festklemmen der Elektrodenanschlüsse an den Stromversorgungsverbindern in Flachsteckerform verwendet werden.

Sperren des Elektrotransportstroms durch elektrochemischen Verbrauch eines leitenden Teils

In Fig. 10 ist eine Elektrotransport-Abgabevorrichtung 400 gezeigt, die eine zum einmaligen Gebrauch bestimmte/Wegwerf-Elektrodenanordnung 401 und ein wiederverwendbares Teil 402 aufweist. Wie die Vorrichtung von Fig. 9 hat das wiederverwendbare Teil 402 Buchsen 302, 304, die geeignet sind, Nieten 306, 308 aufzunehmen, um die Wegwerf-/zum einmaligen Gebrauch bestimmte Elektrodenanordnung 401 mit dem wiederverwendbaren Teil 402 mechanisch und elektrisch zu verbinden.
Ähnlich wie die zum einmaligen Gebrauch bestimmte/Wegwerf-Elektrodenanordnung 300 von Fig. 9 weist die zum einmaligen Gebrauch bestimmte/Wegwerf-Elektrodenanordnung 401 auch eine Isolierschicht 314 und eine Schaumstoffschicht 338 mit Hohlräumen 340, 344 im Inneren auf. Die Hohlräume 340 und 344 sind mit Gelspeichern 342 bzw. 346 gefüllt. Mindestens einer der Gelspeicher 342 und 346 enthält den durch die Vorrichtung abzugebenden therapeutischen Wirkstoff. Alternativ können die Speicher 342 und 346 die Form eines Schwamms oder eines Fasermaterials haben, das eine Flüssigkeitslösung eines Medikaments oder eines Elektrolytsalzes absorbieren kann.
Anders als die Elektrodenanordnung 300 von Fig. 9 weist die Elektrodenanordnung 401 ein Paar Stromverteilungsteile 434, 436 auf, die über den Gelen 346 bzw. 342 angeordnet sind. Die Elektrode 434 weist einen Stift 450 auf, der geeignet ist, mit der Niete 308 gepaart zu werden. Ähnlich weist die Elektrode 436 einen Stift 448 auf, der geeignet ist, mit der Niete 306 gepaart zu werden. Die Elektroden 434, 436 und die Stifte 448, 450 bestehen alle aus einem elektrisch nichtleitenden Material, z. B. ABS-Copolymer oder Polystyrol. Danach werden die Elektroden 434, 436 und die Stifte 448, 450 mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet, um diese Teile elektrisch leitend zu machen.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Elektroden 434 und 436 mit einer vorbestimmten Menge eines Materials beschichtet, das (1) elektrisch leitend ist und (2)(i) im Fall einer Anode durch elektrochemische Oxidation verbraucht oder elektrochemisch oxidiert wird, um ein Materi al zu bilden, das elektrisch nichtleitend ist; oder (2)(ii) im Fall einer Kathode durch elektrochemische Reduktion verbraucht oder elektrochemisch reduziert wird, um ein Material zu bilden, das elektrisch nichtleitend ist. Ein Material, das elektrisch "nichtleitend" oder ein "Widerstand" ist oder wird, bedeutet in der Verwendung dieser Begriffe hierin, daß die elektrochemische Umwandlung des anodischen und/oder kathodischen Beschichtungsmaterials eine Elektrode ergibt, die einen mindestens fünfmal so großen Widerstandswert und vorzugsweise einen mindestens zehnmal so großen Widerstandswert wie der Widerstandswert (R) hat, der durch Dividieren der maximalen Ausgangsspannung (Vmax) der Stromquelle/elektrischen Steuerung durch den gewünschten durch die Vorrichtung anzulegenden Ausgangsstrom (I) berechnet wird (d. h. R = Vmax/I).
Vorzugsweise ist die elektrisch leitende Beschichtung auf der anodischen Elektrode ein oxidierbares Material, z. B. Zink, Silber, Zinn, Kupfer oder Eisen. Außerdem kann das leitende Beschichtungsmaterial eine Einlagerungsverbindung sein, die elektrochemisch zu einem nichtleitenden Material oxidiert wird, z. B. Natriumwolframat. Von diesen Beschichtungsmaterialien ist Silber am stärksten bevorzugt.
Zu geeigneten elektrisch leitenden Beschichtungen für die kathodische Elektrode gehören Einlagerungsverbindungen, z. B. elektrisch leitende Polymere, die bei elektrochemischer Reduktion ein nichtleitendes Material bilden. Zu Beispielen für diese Einlagerungsverbindungen gehören Polypyrrol und Polyanilin, beides leitende Polymere, sowie Iridiumoxid.
Im Betrieb wird die Wegwerf-/zum einmaligen Gebrauch bestimmte Elektrodenanordnung 401 mit dem wiederverwendbaren Teil 402 verbunden, und die Vorrichtung wird an einer Körperoberfläche (z. B. der Haut) des Patienten angebracht. Sobald sie am Patienten abgebracht ist, erfolgt durch die Vorrichtung eine Stromzufuhr durch die Buchsen 302, 304; die Nieten 306, 308; die Stifte 448, 450; die Elektroden 436, 434; die ionenhaltigen Gele 342, 346 und den Patientenkörper. Beim Stromtransport von der anodischen Elektrode 434 zum Gel 346, das ein Elektrolytmedium enthält (z. B. eine wäßrige Lösung), findet eine elektrochemische Oxidation an der Grenzfläche zwischen Elektrode 434 und Gel 346 statt. Diese Grenzfläche weist eine Beschichtung aus einem oxidierbaren Material, z. B. Silber, mit vorbestimmter Dicke auf. Mit der Zeit wird die Silberbeschichtung auf der Elektrode 434 immer mehr zu Ionen oxidiert, die in das Gel 346 wandern. Schließlich ist im wesentlichen die gesamte Silberbeschichtung auf der Elektrode 434 durch dieses Oxidationsverfahren verbraucht, wodurch nur noch das blanke ABS-Copolymer-/Polystyrolsubstrat verbleibt, das elektrisch nichtleitend ist. An diesem Punkt ist der elektrische Kreis zwischen dem Teil 402 und dem Gel 346 dauerhaft und irreversibel unterbrochen, und die zum einmaligen Gebrauch bestimmte/Wegwerf-Elektrodenanordnung 401 ist dauerhaft gesperrt. Alternativ können die oxidierten Silberionen mit Chloridionen reagieren, die im Gel 346 vorhanden sind, um eine Silberchloridbeschichtung auf dem ABS-Substrat zu bilden. Da Silberchlorid eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit hat, macht die Bildung der Schicht aus dem Silberchloridüberzug die Elektrodenanordnung 401 nichtleitend und sperrt sie dauerhaft.
Als Alternative zur oxidierbaren metallischen Beschichtung der anodischen Elektrode 434 oder in Verbindung mit ihr kann die kathodische Elektrode 436 mit einer vorbestimmten Menge eines elektrochemisch reduzierbaren Materials (z. B. Polypyrrol) beschichtet sein, das bei elektrochemischer Reduktion ein elektrisch isolierendes Material bildet. Liegt Strom von der kathodischen Elektrode 436 am Gel 432 an, findet eine elektrochemische Reduktion an der Grenzfläche statt. Die Grenzfläche der Elektrode 436 weist die Überzugschicht aus Polypyrrol auf. Beim Anlegen von Strom wird das Polypyrrol elektrochemisch reduziert. In seiner reduzierten Form ist Polypyrrol elektrisch nichtleitend. Schließlich ist das gesamte Polypyrrol elektrochemisch reduziert, und die kathodische Elektrode 436 wird elektrisch nichtleitend. An diesem Punkt ist die Wegwerf-/zum einmaligen Gebrauch bestimmte Elektrodenanordnung 401 dauerhaft und irreversibel gesperrt.
Dem Fachmann wird klar sein, daß die Beschichtungsmenge aus elektrochemisch oxidierbarem/reduzierbarem Material auf der Elektrode 434 und/oder der Elektrode 436 entsprechend der gewünschten Betriebslebensdauer der Elektrodenanordnung 401 berechnet werden kann. Ist z. B. die Elektrodenanordnung 401 geeignet, für insgesamt 25 mAh zu arbeiten, was 90 Coulomb Strom entspricht, so kann die Menge der elektrisch leitenden und oxidierbaren/reduzierbaren Beschichtung auf der Elektrode 434 oder 436 mit dem Faradayschen Gesetz berechnet werden. Nach dem Faradayschen Gesetz benötigt man 96487 Coulomb Elektrizität, um ein Grammäquivalent Material durch Oxidation oder Reduktion freizusetzen. Somit werden 90/96487 oder 9,3 · 10&supmin;&sup4; Grammäquivalente Material beim Anlegen von 90 Coulomb Strom oxidiert oder reduziert. Somit sollte die Beschichtung aus z. B. Silber auf der anodischen Elektrode oder Polypyrrol auf der kathodischen Elektrode etwa 9,3 · 10&supmin;&sup4;- Grammäquivalente bilden, um zu gewährleisten, daß die Vorrichtung nach Anlegen von 25 mAh Strom gesperrt wird. Dem Fachmann auf dem Gebiet der chemischen Technik ist die Umwandlung von Grammäquivalenten in Gramm gut bekannt. Beispielsweise sind 9,3 · 10&supmin;&sup4; Grammäquivalente Silber gleich 0,10 g Silber (d. h. (9,3 · 10&supmin;&sup4; Grammäquivalente Ag) x (108 g Ag/Mol Ag) x (1 Mol Ag/Grammäquivalent Ag) = 0,10 g Ag).
Als Alternative zur Verwendung der Elektroden 434, 436 und Stifte 448, 450 aus einem elektrisch nichtleitenden Material, das mit einer elektrisch leitenden Beschichtung überzogen ist, können die Elektroden 434, 436 und Stifte 448, 450 auch aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sein, das weder oxidierbar noch reduzierbar ist. Zu geeigneten Materialien zählen rostfreier Stahl, Platin, Gold und Kohlenstoff. Solche Materialien werden anschließend mit einer vorbestimmten Menge eines elektrochemisch oxidierbaren Materials auf der anodischen Elektrode und/oder eines elektrochemisch reduzierbaren Materials auf der kathodischen Elektrode gemäß der vorstehenden Beschreibung beschichtet. Zu geeigneten elektrochemisch oxidierbaren und reduzierbaren Materialien, mit denen ein elektrisch leitendes Substrat beschichtet werden kann, gehören jene Materialien, die in der US-A- 5135477 (Untereker et al.) beschrieben sind. Von diesen Materialien sind oxidierbares Silber und reduzierbares Silberchlorid am stärksten bevorzugt. Sind die oxidierba ren/reduzierbaren Materialien verbraucht, liegt eine meßbare Zunahme der erforderlichen Spannung vor, um den Stromfluß zwischen der Elektrode 434 und dem Gel 346 und/oder zwischen der Elektrode 436 und dem Gel 342 beizubehalten. Obwohl der Widerstandswert nicht so dramatisch wie in der vorherigen Ausführungsform unter Ausnutzung von Elektroden und Stiften ansteigt, die aus nichtleitenden Polymeren hergestellt sind, ist die Spannungsänderung meßbar, weshalb ein (nicht gezeigter) Spannungssensor unter Verwendung einer im Gel 342 und/oder Gel 346 angeordneten (nicht gezeigten) Referenzelektrode erfassen kann, wann das oxidierbare/reduzierbare Beschichtungsmaterial verbraucht ist, wodurch der Spannungsabfall zunimmt. Ein solcher Sensor kann herkömmlich mit der die Vorrichtung speisenden elektronischen Schaltung verbunden sein, um ein Sperrsignal zu erzeugen, das die Stromausgabe der Stromerzeugungsschaltung 24 gemäß der vorstehenden Beschreibung wirksam sperrt. Alternativ kann die zur Aufrechterhaltung des Stroms erforderliche Gesamtspannung durch die elektronische Schaltung 24 gemessen werden, und ein Sperrmodus kann aktiviert werden, wenn ein vorbestimmter Anstieg oder eine vorbestimmte Anstiegsgeschwindigkeit der Gesamtspannung infolge der Oxidation und/oder Reduktion des Beschichtungsmaterials auftritt. Vorteilhaft bei dieser alternativen Ausführungsform ist, daß sie keine Referenzelektrode benötigt.
Am stärksten bevorzugt ist, daß eine Elektrotransportvorrichtung, die dauerhaft durch elektrochemischen Verbrauch eines leitenden Teils gesperrt wird, außerdem mit einem Zeitglied (d. h. bei einer Elektrotransportvorrichtung, die einen konstanten Strompegel anlegt) oder mit einem Stromintegrator (d. h. bei einer Elektrotransportvorrichtung, die einen zeitveränderlichen Strompegel anlegt) versehen ist. Das Zeitglied oder der Stromintegrator können so eingestellt sein, daß sie auf eine Weise arbeiten, die dem Betrieb des Zeitglieds 66 von Fig. 1 ähnelt. Das Zeitglied ist so eingestellt, daß es eine vorbestimmte Zeit (z. B. 24 Stunden) läuft, die der empfohlenen Tragezeit für die Vorrichtung entsprechen kann. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit schaltet das Zeitglied die Vor richtung dann aus. Im Fall des Stromintegrators schaltet der Integrator alternativ die Vorrichtung aus, nachdem eine vorbestimmte Ladungsmenge durch die Vorrichtung zugeführt wurde.
Am stärksten bevorzugt ist, daß das Zeitglied/der Stromintegrator Teil eines wiederverwendbaren Steuerabschnitts einer zweiteiligen Elektrotransportvorrichtung ist. In einer solchen Vorrichtung kann das Zeitglied/der Stromintegrator immer dann zurückgesetzt werden, wenn ein neuer zum einmaligen Gebrauch bestimmter/Wegwerfabschnitt (z. B. die Anordnung 300 von Fig. 9) am wiederverwendbaren Steuerabschnitt der Vorrichtung befestigt wird. Alternativ kann das Zeitglied/der Stromintegrator nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit (z. B. einer Ausschaltperiode) nach Behandlungsabschluß automatisch rückgesetzt werden. In einer solchen Vorrichtung wirkt das Zeitglied/der Stromintegrator als primäre Einrichtung zum Verhindern eines Gebrauchs des Wegwerfabschnitts nach Ablauf einer eingestellten Zeit (z. B. 24 Stunden) oder nach Anlegen einer vorbestimmten Ladungsmenge im Fall des Stromintegrators. Das elektrochemische Verbrauchsmaterial der Beschichtung wirkt als sekundäre oder unterstützende Einrichtung zum Verhindern einer unberechtigten Verwendung der zum einmaligen Gebrauch bestimmten/Wegwerfkomponente über ihre Nutzlebensdauer hinaus. Am stärksten bevorzugt ist eine solche Einstellung des Zeitglieds/Stromintegrators, daß der Steuerung signalisiert wird, sich kurz vor vollständigem Verbrauch der elektrochemisch reaktiven Beschichtung auszuschalten.
Erwogen ist, daß die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung in verschiedenen Kombinationen kombiniert sein können, um beispielsweise eine Ausführungsform zu bilden, die die Wirkungen des anhand von Fig. 1 beschriebenen Systems mit denen des anhand von Fig. 2 beschriebenen kombiniert, oder eine Kombination der verschiedenen Vorrichtungen, die in den Zeichnungen dargestellt und zuvor beschrieben sind.
Wenngleich die vorstehende Beschreibung die Ausführungsformen der dauerhaft und irreversibel sperrenden Elektrotransportvorrichtung der Erfindung betrafen, sollte verständlich sein, daß diese Beschreibung lediglich zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung der offenbarten Erfindung dient. Deutlich ist, daß im Schutzumfang der Erfindung die Anzahl und Art der Sperrschaltungen, die Materialien und Verfahren des Aufbaus sowie die logischen Formen und gegenseitigen Verbindungen abgewandelt oder verschiedene Elemente ein- oder ausgeschlossen sein können. Somit soll die Erfindung nur durch die im folgenden dargelegten Ansprüche beschränkt sein.

Claims

1. Vorrichtung (20) zur Verabreichung eines therapeutischen Wirkstoffs durch Elektrotransport mit einem Paar Elektroden (30, 32), wobei mindestens eine der Elektroden (30, 32) den zu verabreichenden Wirkstoff enthält, einer Schaltungseinrichtung (24, 26, 28), die mit dem Paar Elektroden (30, 32) elektrisch verbunden ist, wobei die Schaltungseinrichtung eine Stromerzeugungsschaltung (24) mit einer elektrischen Stromquelle (22) zum Erzeugen eines elektrischen Stroms (IL) zur Verabreichung des Wirkstoffs durch Elektrotransport aufweist, wobei die Vorrichtung (20) gekennzeichnet ist durch: eine Sperreinrichtung (26) zum automatischen und irreversiblen Sperren der Stromerzeugungsschaltung (24) bei einem vorbestimmten Ereignis.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sperreinrichtung (26) ein Zeitglied (66) aufweist und wobei die Sperreinrichtung (26) aktiviert wird, nachdem das Zeitglied eine vorbestimmte Zeitperiode mißt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Zeitglied (66) aktiviert wird, wenn die Stromerzeugungsschaltung (24) erstmals in Betrieb genommen wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Zeitglied (92) aktiviert wird, wenn die Vorrichtung (90) hergestellt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sperreinrichtung (173, 185) die kumulative zugeführte Strommenge mißt und die Stromerzeugungsschaltung (185) automatisch und irre versibel sperrt, wenn die kumulative zugeführte Strommenge einen vorbestimmten Wert erreicht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem manuell betätigten Schalter (38) zum Aktivieren der Stromerzeugungsschaltung (24), um den elektrischen Strom zur Verabreichung des Wirkstoffs durch Elektrotransport für eine vorbestimmte Zeit zu erzeugen;

einem Zähler (82) zum Zählen der Aktivierungen des Schalters (38), wobei der Zähler (82) ein Sperrsignal bei Auftreten einer vorbestimmten Anzahl (Nb) von Aktivierungen des Schalters (38) erzeugt;

wobei die Sperreinrichtung (86) auf das Sperrsignal zum automatischen und irreversiblen Sperren der Elektrotransport-Stromerzeugungsschaltung (24) nach Empfang des Sperrsignals reagiert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sperreinrichtung (142) eine Erfassungsschaltung (28) aufweist, die erfaßt, wenn mindestens eine der Elektroden (30, 32) von Körpergewebe (34) entfernt wird, und die Sperreinrichtung als Reaktion darauf aktiviert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 in Kombination mit einem Sensor (134) zum Erfassen eines Körperparameters eines Patienten, an dem die Vorrichtung (130) angelegt ist, wobei der Sensor (134) ein Sperrsignal zu der Sperreinrichtung (136) führt, wenn der erfaßte Körperparameter einen gewissen vorbestimmten Wert erreicht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erfaßte Körperparameter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Körpertemperatur, Herzfrequenz, Atemfrequenz, Sauerstoffgehalt von Blut oder Gewebe, Kohlendioxidgehalt von Blut oder Gewebe, Blutdruck, Blutzuckergehalt, Schweißzusammensetzung und Körperbewegung besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wirkstoff ein mißbräuchlich verwendbares Arzneimittel enthält.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das mißbräuchlich verwendbare Arzneimittel ein narkotisches Analgetikum ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das mißbräuchlich verwendbare Arzneimittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Fentanyl, Sufentanil, Carfentanil, Lofentanil, Alfentanil, Hydromorphon, Oxycodon, Propoxyphen, Pentazocin, Methadon, Tilidin, Butorphanol, Buprenorphin, Levorphanol, Codein, Oxymorphon, Meperidin, Dihydrocodeinon und Cocain besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit:

einem ersten Teil (300), das geeignet ist, verwendet und nach Verwendung entsorgt zu werden, wobei das erste Teil die Elektroden und einen Abschnitt der Schaltungseinrichtung enthält; und

einem zweiten wiederverwendbaren Teil (402), das geeignet ist, mit mehreren ersten Teilen (300) verwendet zu werden, wobei das zweite Teile (402) einen Abschnitt der Schaltungseinrichtung enthält;

einer Einrichtung (302, 304, 306, 308) zum Herstellen einer mechanischen und elektrischen Verbindung des ersten Teils (300) mit dem zweiten Teil;

wobei eine Trennung des ersten und zweiten Teils die Stromerzeugungsschaltung (24) automatisch und irreversibel sperrt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13 mit einer zerbrechlichen elektrischen Verbindung (332), die durch Trennen des ersten und zweiten Teils zerbrochen wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sperreinrichtung ein oxidierbares oder reduzierbares leitendes Teil (434, 436) aufweist, das während des Betriebs der Vorrichtung verbraucht wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das leitende Teil (434, 436) ein nichtleitendes Substrat mit einer vorbestimmten Menge einer Beschichtung aufweist, die leit- und elektrochemisch reaktionsfähig ist, wobei die Beschichtung während des Betriebs der Vorrichtung verbraucht wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das leitende Teil (434, 436) ein leitfähiges Substrat aufweist, das nicht leicht oxidiert oder reduziert wird, wobei das Substrat eine vorbestimmte Menge einer leitfähigen und oxidierbaren oder reduzierbaren Beschichtung hat, wobei die Beschichtung während des Betriebs der Vorrichtung verbraucht wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17 mit einem Spannungssensor zum Erfassen einer durch den elektrochemischen Verbrauch der Beschichtung verursachten Spannungsänderung.